微細(xì)機(jī)械加工技術(shù)是制造高性能零件的關(guān)鍵技術(shù)之一。高性能零件的加工精度和表面質(zhì)量制約了高端裝備的性能與水平。目前在微細(xì)機(jī)械加工領(lǐng)域,我國與世界先進(jìn)國家有很大差距,加快微細(xì)加工機(jī)床及其關(guān)鍵技術(shù)研究,對提高我國高端裝備制造的國際競爭力具有重要意義。本文以微細(xì)加工機(jī)床動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化為目標(biāo),在機(jī)床整機(jī)動(dòng)態(tài)性能分析基礎(chǔ)上進(jìn)行了微細(xì)加工機(jī)床關(guān)鍵功能部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)性能主動(dòng)控制研究,論文的主要內(nèi)容如下:1.根據(jù)課題需求研制適用于慣性導(dǎo)航關(guān)鍵件整體式雙平衡環(huán)撓性接頭細(xì)頸加工的立式微細(xì)加工機(jī)床。創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種新型的沙發(fā)式床身結(jié)構(gòu)(Sofa Style Machine Bed Structure,SMBS),不但使機(jī)床整機(jī)重心降低40mm以上,而且減少機(jī)床刀尖處靜態(tài)總變形量,同時(shí)滿足了豎直液體靜壓滑臺(tái)的安裝需求。2.提出了基于整機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析的部件辨識(shí)方法(Component Identification based on Dynamic Characteristics Analysis,CIDCA)和基于靈敏度分析的部件優(yōu)化方法(Optimization of Component based on Se...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 微細(xì)加工機(jī)床的研究與發(fā)展
        1.2.2 機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究
        1.2.3 機(jī)床動(dòng)靜態(tài)特性分析的研究
        1.2.4 機(jī)床關(guān)鍵部件優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究
        1.2.5 機(jī)床振動(dòng)控制方法的研究
        1.2.6 相關(guān)研究存在的問題及分析
    1.3 課題研究目標(biāo)和主要研究內(nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究內(nèi)容
    1.4 課題研究方法和技術(shù)路線
第二章 微細(xì)加工系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)研究
    2.1 機(jī)微細(xì)加工機(jī)床總體設(shè)計(jì)要求
        2.1.1 總體設(shè)計(jì)概述
        2.1.2 機(jī)床總體設(shè)計(jì)要求
    2.2 微細(xì)加工機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案
        2.2.1 總體設(shè)計(jì)方案概述
        2.2.2 主要技術(shù)要求
    2.3 機(jī)床關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)
        2.3.1 高精度運(yùn)動(dòng)部件
        2.3.2 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.3 沙發(fā)型機(jī)床床身結(jié)構(gòu)(SMBS)設(shè)計(jì)
        2.3.4 在位檢測系統(tǒng)
        2.3.5 切削力測量系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 考慮整機(jī)動(dòng)態(tài)性能的關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究
    3.1 微細(xì)加工機(jī)床整機(jī)動(dòng)態(tài)特性薄弱部件辨識(shí)(CIDCA)
        3.1.1 概述
        3.1.2 基于有限單元法的機(jī)床整機(jī)建模
        3.1.3 整機(jī)靜剛度分析
        3.1.4 整機(jī)模態(tài)分析
        3.1.5 整機(jī)諧響應(yīng)分析
        3.1.6 結(jié)構(gòu)優(yōu)化對象的確定
    3.2 基于拓?fù)鋬?yōu)化的床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化的基本原理
        3.2.2 床身優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方案
        3.2.3 床身的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
        3.2.4 床身筋板布局的優(yōu)化
        3.2.5 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證與分析
    3.3 基于靈敏度分析的薄弱部件優(yōu)化設(shè)計(jì)(OWCSA)
        3.3.1 靈敏度分析概念
        3.3.2 機(jī)床動(dòng)態(tài)性能對結(jié)合面剛度的靈敏度分析
        3.3.3 單螺栓連接的接觸面壓力分布
        3.3.4 雙螺栓耦合作用下的壓力分布
        3.3.5 螺栓布局優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證與分析
        3.3.6 立柱結(jié)構(gòu)靈敏度分析
        3.3.7 基于立柱靈敏度分析的優(yōu)化方程
        3.3.8 立柱優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證與分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 微細(xì)加工機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能主動(dòng)控制平臺(tái)研制
    4.1 微細(xì)加工機(jī)床振動(dòng)控制理論分析
        4.1.1 機(jī)床的主要振源分析
        4.1.2 機(jī)床自激振動(dòng)的主動(dòng)減振原理
        4.1.3 機(jī)床整機(jī)的主動(dòng)隔振原理
    4.2 機(jī)床主動(dòng)減振平臺(tái)設(shè)計(jì)
        4.2.1 基本配置結(jié)構(gòu)
        4.2.2 柔性鉸鏈的設(shè)計(jì)
        4.2.3 柔性鉸鏈的靜態(tài)特性分析
        4.2.4 柔性鉸鏈的動(dòng)態(tài)特性分析
        4.2.5 作動(dòng)器的選擇
        4.2.6 減振平臺(tái)整體方案的仿真分析
        4.2.7 減振平臺(tái)的性能測試
    4.3 機(jī)床主動(dòng)隔振平臺(tái)研制
    4.4 本章小結(jié)
第五章 振動(dòng)主動(dòng)控制平臺(tái)多目標(biāo)控制算法研究
    5.1 主動(dòng)減振平臺(tái)建模與控制器理論基礎(chǔ)
        5.1.1 基于狀態(tài)空間的系統(tǒng)模型
        5.1.2 線性矩陣不等式理論基礎(chǔ)
    5.2 基于LMI優(yōu)化的主動(dòng)減振平臺(tái)多目標(biāo)控制算法(CMOACA)研究
        5.2.1 多目標(biāo)控制需求分析
        5.2.2 多目標(biāo)控制器的算法設(shè)計(jì)
    5.3 多目標(biāo)控制器的性能仿真研究
        5.3.1 時(shí)域特性分析
        5.3.2 頻域特性分析
        5.3.3 控制器的魯棒性分析
    5.4 主動(dòng)隔振系統(tǒng)模型
    5.5 基于Fx-LMS的主動(dòng)隔振平臺(tái)控制算法研究
        5.5.1 Fx-LMS算法
        5.5.2 改進(jìn)的Fx-LMS算法
    5.6 本章小結(jié)
第六章 微細(xì)加工機(jī)床實(shí)驗(yàn)與工程驗(yàn)證
    6.1 概述
    6.2 機(jī)床模態(tài)頻率測試
    6.3 微細(xì)加工機(jī)床結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)部件精度檢測
    6.4 主動(dòng)振動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
        6.4.1 控制系統(tǒng)的構(gòu)成
        6.4.2 控制器的硬件實(shí)現(xiàn)
        6.4.3 主動(dòng)減振實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)計(jì)
        6.4.4 主動(dòng)隔振系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
    6.5 振動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與結(jié)果分析
        6.5.1 主動(dòng)減振實(shí)驗(yàn)效果
        6.5.2 主動(dòng)隔振實(shí)驗(yàn)效果
    6.6 機(jī)床加工工程驗(yàn)證與結(jié)果分析
        6.6.1 試樣材料及實(shí)驗(yàn)方案
        6.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    6.7 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文工作總結(jié)
    7.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目及學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：3878773